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一种改进的广义循环相关熵时延估计方法

电子与信息学报 2021年第2期43卷 255-262页

作者：邱天爽刘浩张家成李景春李蓉大连理工大学电子信息与电气工程学部大连116024 国家无线电监测中心北京100037

针对同频带干扰及脉冲噪声并存的复杂电磁环境下现有时延估计算法性能退化的问题,该文引入双曲正切函数,提出一种改进的广义循环相关熵时延估计(HTGCCE)算法。首先指出脉冲噪声存在时广义循环相关熵算法的优势及性能退化的原因。然后利... 详细信息

针对同频带干扰及脉冲噪声并存的复杂电磁环境下现有时延估计算法性能退化的问题,该文引入双曲正切函数,提出一种改进的广义循环相关熵时延估计(HTGCCE)算法。首先指出脉冲噪声存在时广义循环相关熵算法的优势及性能退化的原因。然后利用双曲正切函数对其进行改进,以提高算法在脉冲噪声下的时延估计性能。仿真实验表明,提出的算法在脉冲噪声的特征指数较小、信噪比较低及信干比较低时仍保持很好的时延估计性能。

关键词：信号处理时延估计脉冲噪声循环相关熵同频带干扰

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低频多跳天波时延估计算法比较

电波科学学报 2022年第2期37卷 244-250页

作者：穆中林王桥桥周丽丽胡欣悦何立风空军工程大学航空工程学院西安710038 陕西科技大学电气与控制工程学院西安710021 陕西科技大学电子信息与人工智能学院西安710021

低频天波传播时延的准确预测对其在远程导航授时中的应用潜力挖掘具有重要意义.为了获得地-电离层波导中低频多跳天波模式的传播时延特性,同时验证典型多径时延估计算法在不同信道环境下的作用性能,文中首先采用时域有限差分(finite-dif... 详细信息

低频天波传播时延的准确预测对其在远程导航授时中的应用潜力挖掘具有重要意义.为了获得地-电离层波导中低频多跳天波模式的传播时延特性,同时验证典型多径时延估计算法在不同信道环境下的作用性能,文中首先采用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)电磁计算方法对不同电离层反射情况下的距发射台400 km处地面接收的低频天地波耦合总场进行正演预测,然后分别基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)/快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform,IFFT)频谱相除、多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)和旋转不变技术信号参数估计(estimating signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)三种算法对电磁场数值预测结果进行后处理,解耦得到不同模式(地波、一跳天波、二跳天波、三跳天波及四跳天波)的时延,并在此基础上分析比较了无噪声和信噪比(signal-noise ratio,SNR)为0 dB、-5 dB以及-10 dB情况下三种算法对多跳天波的时延估计结果.结果表明,波跳次数越高,算法的检测能力越差.对于文中所模拟的信道条件,在弱噪声(SNR=0 dB)、电离层强反射时,FFT/IFFT算法结果精度最高,时延误差不超过400 ns;而在强噪声(SNR=-10 dB)、电离层弱反射时,ESPRIT算法稳定性最好,误差范围在5μs以内.

关键词：低频天波 FDTD 时延估计 FFT/IFFT频谱相除算法 MUSIC算法 ESPRIT算法

基于贝叶斯自动相关性确定的稀疏重构正交频分复用信号时延估计算法

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电子与信息学报 2019年第10期41卷 2318-2324页

作者：崔维嘉张鹏巴斌信息工程大学信息系统工程学院

针对复杂环境下,单测量矢量(SMV)条件下的正交频分复用(OFDM)时延估计问题,该文提出了一种基于贝叶斯自动相关性确定(BARD)的稀疏重构时延估计算法。该算法运用贝叶斯框架,从进一步挖掘有用信息的角度入手,引入不对称的自动相关性确定(A... 详细信息

针对复杂环境下,单测量矢量(SMV)条件下的正交频分复用(OFDM)时延估计问题,该文提出了一种基于贝叶斯自动相关性确定(BARD)的稀疏重构时延估计算法。该算法运用贝叶斯框架,从进一步挖掘有用信息的角度入手,引入不对称的自动相关性确定(ARD)先验,融入参数估计过程中,有效提升了低信噪比(SNR)和SMV条件下的时延估计精度。该算法首先基于OFDM信号物理层协议数据单元估计出的信道频域响应构造稀疏化实数域表示模型,然后对模型中的噪声和稀疏系数矢量进行概率假设,同时引入自动相关性确定先验;最后根据贝叶斯框架,通过期望最大化(EM)算法求解超参数,实现对时延的估计。仿真实验表明,该算法具有更好的估计性能,在信噪比较高时更加贴近克拉美罗界(CRB)。同时基于通用软件无线电外设(USRP),利用实际信号对所提算法进行了有效性地验证。

关键词：时延估计神经网络自动相关性确定(ARD) 通用软件无线电外设(USRP)

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基于时延估计的远场被动声源定位算法

科学技术与工程 2024年第11期24卷 4560-4566页

作者：牛永建杨飞李海龙武汉大学电气与自动化学院武汉430072

现有的基于时延估计的声源定位算法大多假定声源是近场源,而在手机等手持式声源定位设备这种小尺度传声器阵列的应用场景中,声源主要为远场源。传统的基于时延估计的声源定位算法在处理远场源时,效果不佳。为了实现在该类情景中快速而... 详细信息

现有的基于时延估计的声源定位算法大多假定声源是近场源,而在手机等手持式声源定位设备这种小尺度传声器阵列的应用场景中,声源主要为远场源。传统的基于时延估计的声源定位算法在处理远场源时,效果不佳。为了实现在该类情景中快速而准确地定位,提出一种适用于远场源的定位算法;同时提出一种用于计算广义互相关-相位变换(generalized cross correlation phase transformation,GCC-PHAT)时延估计结果置信度的算法,置信度用于估算时差(time difference of arrival,TDOA)协方差矩阵和选用传声器对。将传声器视为节点,用置信度表示节点间的距离。将传声器对的选用问题转化为图论中的路径规划问题,即寻找经过所有节点的最长路径。MATLAB仿真实验结果表明:当声源归为远场源时,与传统Chan算法相比,本文提出的远场定位算法在准确度和精度方面都有很大优势。采用基于路径规划的传声器对筛选算法后,远场定位算法将具有优异的抗干扰能力,在低信噪比或者高混响时间等恶劣声学环境下,也具有令人满意的定位效果。

关键词：时延估计估计结果置信度远场源声源定位 GCC-PHAT 传声器对的选择

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基于短时能量时延估计的地震动目标定位方法

振动与冲击 2020年第24期39卷 164-170页

作者：王阳窦甲臣费春国黄楠姬雨初中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 三英精控(天津)仪器设备有限公司天津301700 天津航海仪器研究所天津300131

地面目标运动时激励的地震动信号可用于目标定位和识别。针对时延估计中信号起振点难以获取的问题,提出基于短时能量拟合曲线的起振点估计算法。该算法对时间窗内信号计算短时能量,并寻找包含有信号起振信息的能量窗;对起振处信号进行... 详细信息

地面目标运动时激励的地震动信号可用于目标定位和识别。针对时延估计中信号起振点难以获取的问题,提出基于短时能量拟合曲线的起振点估计算法。该算法对时间窗内信号计算短时能量,并寻找包含有信号起振信息的能量窗;对起振处信号进行曲线拟合,找到拟合起振曲线与坐标轴交点,将该点作为起振时间;根据各节点地震动信号起振时间计算到达时间差,并利用到达时间差(TDOA)算法对地震动目标进行定位。通过直线定位和平面定位实验对该算法进行了验证,结果表明,直线定位误差小于10 cm,平面定位相对误差可控制在10%以内。

关键词：地震动目标短时能量时延估计到达时间差(TDOA)定位

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基于两级压缩感知的脉冲星时延估计方法

物理学报 2018年第9期67卷 279-286页

作者：康志伟吴春艳刘劲马辛桂明臻湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

为了快速获得高精度的脉冲星累积脉冲轮廓时延估计,提出了一种基于两级压缩感知的时延估计方法.压缩感知主要包括三个部分:字典、测量矩阵、恢复算法,其中字典尺寸是影响压缩感知估计精度的重要因素.针对压缩感知中字典的原子数增加虽... 详细信息

为了快速获得高精度的脉冲星累积脉冲轮廓时延估计,提出了一种基于两级压缩感知的时延估计方法.压缩感知主要包括三个部分:字典、测量矩阵、恢复算法,其中字典尺寸是影响压缩感知估计精度的重要因素.针对压缩感知中字典的原子数增加虽能提高估计精度但又带来计算量大的问题,该方法采用粗估计与精估计两级字典相结合,先利用粗估计字典原子间隔大的特点进行累积脉冲轮廓全相位估计,得到预估时延值,再利用精估计字典的原子间隔小且个数少适合局部估计的特点对累积脉冲轮廓进行精确时延估计.理论分析与实验结果表明:两级字典数据量比传统字典小两个数量级,在相同的时延估计精度下,该方法比传统压缩感知方法计算量大幅度减少,是一种能保持高估计精度并有效降低计算量的脉冲星时延估计方法.

关键词：时延估计压缩感知 X射线脉冲星两级字典

一种新的相位解卷绕算法在时延估计中的应用研究

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电子信息对抗技术 2022年第6期37卷 13-19,47页

作者：蓝漳福彭华峰赵培焱信息工程大学信息系统工程学院郑州450001 盲信号处理重点实验室成都610041

传统方法对干涉相位谱解卷绕会产生误差积累,导致解卷绕的效果较差,针对该问题提出一种新的基于质量图引导与预测修正相结合的相位解卷绕算法。首先利用二阶相位差分值作为质量图依据,然后根据质量图的质量确定解卷绕的顺序,并在跳变较... 详细信息

传统方法对干涉相位谱解卷绕会产生误差积累,导致解卷绕的效果较差,针对该问题提出一种新的基于质量图引导与预测修正相结合的相位解卷绕算法。首先利用二阶相位差分值作为质量图依据,然后根据质量图的质量确定解卷绕的顺序,并在跳变较大的位置引入预测值进行修正,最终得到高精度无卷绕相位谱。仿真实验表明,在信噪比大于-10 dB条件下,所提算法得到的无卷绕相位谱相位误差相比传统解卷绕算法减小1个数量级以上,在时延估计中可将时延估计精度提高1倍以上。

关键词：无源定位时延估计互相位谱解卷绕质量图

基于插值相关法的局部放电特高频脉冲信号时延估计

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高电压技术 2015年第10期41卷 3320-3325页

作者：汤林胡岳王红斌杨雁江秀臣上海交通大学电气工程系上海200240 广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510600 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123

为了提高用于特高频局部放电检测与定位所需的多元传感器阵列间的信号时延精度和降低特高频检测系统成本,提出了一种先对低采样频率采集所得的局部放电特高频脉冲信号特征区域进行三次样条插值,后利用广义相关法估计信号时延的新方法。... 详细信息

为了提高用于特高频局部放电检测与定位所需的多元传感器阵列间的信号时延精度和降低特高频检测系统成本,提出了一种先对低采样频率采集所得的局部放电特高频脉冲信号特征区域进行三次样条插值,后利用广义相关法估计信号时延的新方法。仿真实验研究和模拟实验结果表明:对于满足采样定理采集所得的低采样频率局部放电信号,该方法比传统广义相关法对信号时延的估计精度更高,可有效减小实际时差为采样间隔非整数倍所带来的时延误差;信号两点间插值数为4时,算法最优,时延误差可控制在半个系统采样间隔以内。

关键词：局部放电互相关插值特高频传感阵列时延估计定位

OFDM系统中基于子空间加权的时延估计算法

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河北科技大学学报 2022年第6期43卷 587-593页

作者：苏佳李铭侯艳丽河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018

针对低信噪比条件下正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统利用MUSIC算法(multiple signal classification)进行时延估计时,特征值分解得到的信号子空间和噪声子空间不能完全正交导致算法性能下降的问题,... 详细信息

针对低信噪比条件下正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统利用MUSIC算法(multiple signal classification)进行时延估计时,特征值分解得到的信号子空间和噪声子空间不能完全正交导致算法性能下降的问题,提出一种基于子空间加权的时延估计算法——WMUSIC算法(weighted multiple signal classification)。算法对信道频域响应估计的协方差矩阵进行特征分解,利用噪声特征值的幂级数对噪声子空间进行加权处理,同时采用信号特征值的倒数对信号子空间进行加权处理,以修正MUSIC算法的伪谱,通过谱峰搜索得到时延估计值。仿真结果表明,与MUSIC算法相比,WMUSIC算法具有更高的时延估计精度,在信噪比为-8 dB时,估计精度在两径条件下提升71.46%,三径条件下提升19.48%。WMUSIC算法有效解决了低信噪比条件下MUSIC算法伪谱谱峰存在混叠导致谱峰搜索误差较大的问题,可以完成较为准确的时延估计任务,提高了低信噪比条件下OFDM系统的时延估计性能。

关键词：无线通信技术正交频分复用时延估计 MUSIC算法子空间加权